全 文 ：第 17 卷
第 1 期

Vol. 17
No . 1
草
地
学
报
ACTA AGRESTIA SINICA


2009 年
1 月

Jan.
2009
燕麦间作箭筈豌豆效应对后作产量的影响
王
旭1, 2 , 曾昭海1 , 胡跃高1* , 陈宗光2, 朱
波1 , 林叶春1
( 1.中国农业大学农学与生物技术学院, 北京
100193; 2.北京市大兴区农业科学研究所, 北京
102600)
摘要: 2006- 2007 年,对燕麦( Av ena sativ a L . )与箭筈豌豆( Vicia sativ a L. )不同间作比例下的产量和氮素营养特
点进行研究。结果表明:间作对燕麦产量的影响极显著( P < 0. 01) , 对箭筈豌豆产草量影响较小: 燕麦与箭筈豌豆
按 3
1 间作土地当量比大于 1, 具有明显产量优势( P < 0. 05) , 2006 和 2007 年间作燕麦产量分别比单作提高
12. 2%和 16. 8% ; 燕麦植株的含量氮提高了 1. 6% ~ 6. 8% ; 间作后茬复种燕麦产量极显著高于连作( P< 0. 01) , 其
产量是连作燕麦的 1. 1~ 1. 5 倍, 但处理间差异不显著。说明燕麦与箭筈豌豆间作,可改善土壤肥力,为后茬作物生
产提供养分基础。
关键词: 燕麦; 箭筈豌豆; 间作; 产量; 氮素
中图分类号: S812; Q943




文献标识码: A




文章编号: 1007-0435( 2009) 01-0063-05
Effect of Oat Intercropped with Common Vetch on Aftercrop Yield
WANG Xu1, 2 , ZENG Zhao-hai1 , HU Yue-gao1* , CHEN Zong-guang2 , ZHU Bo1 , LIN Ye-chun1
( 1. College of Agronomy and Biotechnology, C hina Agricultural University, Beijing 100193, Chin a;
2. Agricu ltural S cien ce Inst itute in Daxing Dist rict , Beijing 102600, China)
Abstract: T he results o f 2 years ( 2006- 2007) f ield experiment indicate that intercropping had significant
ef fect on the forage y ield of oat ( P< 0. 01) but less on forag e y ield of common vetch. The best plant ing
pat tern w as intercr opping o f oat and common vetch at 3
1 by which the land ut ilization ratio ( LER) > 1
and forage yield of the oat increased by 12. 2% in 2006 and 16. 8% in 2007 in comparison w ith oat monocu-l
ture. N concentrat ions in oat forag e under intercr opping w ere increased by 1. 6% to 6. 8% and intercrop-
ping of oat and common vetch at 1
3 resulted in significant ly higher N concentration than oat monoculture
( P< 0. 05) . T he fo rage yield of af tercrop oat in intercr opping of o at and common vetch at 1
3 w as signif-i
cant ly higher ( P< 0. 01) than oat monocultur e. Aftercrop oat forage y ields of other plant ing pat terns w ere
1. 1 to 1. 5 t imes tho se in oat monocultur e and not signif icant ly dif ferent among them . Oat and common
vetch intercropping could impr ove soil fert ility and provide nutrient basis to af ter crop.
Key words: Oat; Common vetch; Intercr opping ; Yield; Nit rog en


豆科与禾本科作物间作关系复杂[ 1]。豆科作物
通过自身固氮, 首先可节约土壤硝态氮,与禾本科作
物间作,以改善土壤肥力状况,提高作物生产。已有
的研究结果表明,豆科与禾本科间作对于减少化学
氮肥用量,保持土壤可持续利用具有重要作用 [ 2~ 5]。
燕麦( A vena sativa L. )为禾本科燕麦属一年生
草本植物,是我国北方地区解决饲草来源的重要作
物[ 6]。在很多地区由于长期连作, 土壤养分消耗较
大,影响燕麦的产量与品质。豆科饲草箭筈豌豆
( Vicia sativa L. )为豆科巢菜属一年生草本植物,
是饲喂家畜的优质饲草。两者适应范围重合,生育
期相近。豆科牧草与禾本科饲草间作能有效利用空
间及地力,具有较单作产量高、品质好、改善土壤肥
力、提高土地有效养分和水分利用率,减少病虫害等
优点[ 7~ 9]。国内外对燕麦与箭筈豌豆、豌豆关系的
研究主要集中在不同混播比例对产草量、草群结构
影响诸方面[ 10~ 15] ,对其间作系统性能及氮素营养机
理研究未见报道。本试验于 2006- 2007年,以燕麦
收稿日期: 2008-02-19; 修回日期: 2008-06-25
基金项目: 国家
十一五
科技支撑计划( 2006BAD15B02)、( 2007BAD89B01)
作者简介: 王旭 ( 1977-) ,女,福建福州人,博士,主要从事农业生态学与种植制度研究, E-m ail : w an gxuhello@ 126. com; * 通讯作者 Au-
thor for corresponden ce, E- mai l: h uyuegao@ cau. edu . cn
草
地
学
报 第 17卷
与箭筈豌豆不同间作比例下的产量和植物氮素营养
特点进行研究, 探讨燕麦筈豌豆间作产量优势以及
对后作植物生长的影响作用。
1
材料与方法
1. 1
试验地自然条件
试验于 2006- 2007年在北京市延庆县康庄镇
试验田进行。该区属冲积平原地带,海拔 480~ 520
m,属大陆性季风气候,春季干旱多风,夏季多雨, 昼
夜温差大,无霜期 160 d左右, 年平均温度8. 5
, 年
平均降水量 353. 4 mm。试验地前茬作物为杨树
苗。土壤类型为褐土, 0~ 20 cm 土层土壤含有机质
11. 5 g kg
- 1、碱解氮 34. 4 mg kg - 1、全氮 0. 6 g
kg - 1、速效磷 8. 7 mg kg- 1、速效钾 69. 0 mg kg - 1 ,
pH 值为 6. 8。
1. 2
试验设计
燕麦试验品种为白燕 7 号, 由吉林省白城市农
科院提供;春箭筈豌豆品种为 333/ A,由中国农业科
学院兰州畜牧与兽药研究所提供。试验共设 7个处
理(表 1) , 采用完全随机区组设计, 重复 3次。播种
量按千粒重和发芽率确定, 间作与单作密度相同。
试验播深 4 cm,行距 30 cm,小区面积为 4 m
4 m。
2006年 4月初整地、灌水, 4 月 20 日人工条播。苗
期锄草 1次, 5月 24日灌水 1 次; 2007 年 4月 3日
播种,苗期和拔节期各锄草 1次, 5月 1日和 6月 10
日各灌水 1次。2007年 8月 4 日进行后茬复种燕
麦试验,播量同燕麦单作, 生育期未施肥灌水。2年
播前及作物生长期间均未施肥。
表 1
试验处理设计
T able 1
Exper iment al design
处理



T reatment



播种量 Seeding yield, kg
hm- 2
燕麦
Oat
箭舌豌豆
Comm on vetch
H 1燕麦单作 Oat m on oculture 174 -
H 2箭筈豌豆单作 C ommon vetch monocul tu re - 118
H 3燕麦与箭筈豌豆间作 1
2 Oat-Common vetch in tercroppin g 1: 2 57 79
H 4燕麦与箭筈豌豆间作 2
1 Oat-Common vetch in tercroppin g 2: 1 116 39
H 5燕麦与箭筈豌豆间作 1
1 Oat-Common vetch in tercroppin g 1: 1 87 59
H 6燕麦与箭筈豌豆间作 1
3 Oat-Common vetch in tercroppin g 1: 3 44 89
H 7燕麦与箭筈豌豆间作 3
1 Oat-Common vetch in tercroppin g 3: 2 131 30
1. 3
样品采集与分析方法
1. 3. 1
样品采集
实验于 2006 年 7 月 27- 29 日
与 2007年 7月 17- 19 日两次收获, 测定各小区产
量。2007年复种燕麦,在孕穗期收获测产。收获采
用去除边行, 齐地面刈割, 称鲜草总重。然后取样
分离燕麦与箭筈豌豆分别称重后, 烘干称干物质重,
折算干草产量。各处理于收获后采集耕作层 0~ 20
cm 土壤混合样品测定土壤全氮、硝态氮和铵态氮。
1. 3. 2
分析方法
植物样品用 T ecato r1030 型全
自动凯式定氮仪测氮含量。土壤样品全氮用凯氏半
微量蒸馏定氮法测定,铵态氮用靛酚蓝比色法测定,
硝态氮用紫外分光光度法测定 [ 16]。
1. 3. 3
计算方法
土地当量比( land equivalent ra-
t io, LER) = Lo+ Lp。其中 Lo= 间作燕麦产量/单
作燕麦产量; Lp= 间作箭筈豌豆产量/单作箭筈豌
豆产量[ 17]。试验数据采用 SAS 8. 0 统计软件进行
分析。
2
结果与分析
2. 1
间作的饲草产量效应
2年试验研究结果表明, 间作各处理燕麦的产
量(即饲草产量,下文同)与单作燕麦有极显著差异
( P< 0. 01)。其中间作 H7处理燕麦的产量极显著
地高于单作燕麦( P< 0. 01) , 在 2006、2007年的产
量分别比单作高12. 2%和16. 8% ,土地当量比均大
于 1, 具有明显的产量优势(表 2)。对间作组分分
析,发现各间作处理(除 H6)中, 总是 Lo> Lp,表明
燕麦是间作组合中影响产量的主要作物。2 年的产
量比较发现 2007年产量高于 2006 年, 其中燕麦各
处理产量是 2006年的4. 2% ~ 26. 5%, 箭筈豌豆为
18. 5% ~ 173. 8%。其原因可能与气象因素、豆科牧
草固氮功能以及土壤残留氮素等因素有关。
2. 2
间作对植株氮素含量的影响
如表 3结果所示, 燕麦与箭筈豌豆间作提高了
燕麦植株的氮素含量,各间作处理燕麦体内的氮素
64
第 1期 王旭等:燕麦与箭筈豌豆间作效应对后作产量的影响
表 2
种植方式对燕麦和箭筈豌豆产量以及土地当量比的影响
Table 2
Effects of cr opping pat terns on LER and hay yield o f oat and common vetch
种植方式
Cropping pat tern
燕麦 Oat yield
kg
hm - 2 Lo
箭筈豌豆 Vetch yield
kg
hm- 2 Lp 土地当量比 LER
H 1 8014. 9
49. 5B - - - -
H 2 - - 3083. 8
46. 5A - -
H 3 4057. 6
34. 5 E 0. 51 1094. 0
61. 7C 0. 35 0. 86
2006 H 4 6118. 3
25. 1 D 0. 76 338. 4
39. 4E 0. 11 0. 87
H 5 6291. 9
42. 3C 0. 66 482. 7
16. 0D 0. 16 0. 82
H 6 3037. 1
68. 7 F 0. 38 1269. 1
43. 7B 0. 41 0. 79
H 7 9362. 0
101. 1A 1. 17 321. 8
40. 4E 0. 10 1. 27
H 1 8392. 9
158. 0B - - - -
H 2 - - 3655. 1
54. 4A
H 3 5288. 7
21. 8 E 0. 63 2061. 7
84. 8 B 0. 56 1. 19
2007 H 4 7163. 9
18. 9 D 0. 85 787. 7
60. 2 D 0. 22 1. 07
H 5 7956. 4
23. 1C 0. 95 1321. 7
50. 4C 0. 36 1. 31
H 6 3163. 6
131. 0 F 0. 38 2124. 4
106. 2 B 0. 58 0. 96
H 7 9417. 7
45. 9A 1. 12 513. 8
50. 2 E 0. 14 1. 26


注: LSD 法,标以相同字母者差异不显著, 标以不同字母者差异达 1%极显著水平,下同
Note: M eans with dif feren t let ters in the same column w ithin a given year are s ignifi can tly dif ferent at th e 0. 01 level; the same as below
含量比单作燕麦体内提高了 1. 6% ~ 6. 8%。经方
差分析在 0. 01水平时,间作处理 H6与单作燕麦氮
素含量差异极显著,其它各间作处理燕麦的含氮量
差异不显著。与箭筈豌豆单作相比,间作箭筈豌豆
体内含量有所下降,各间作处理箭筈豌豆的含氮量
比单作下降了 0. 6%~ 5. 8%, 但各处理间箭筈豌豆
含氮量差异不显著。
表 3
间作处理对饲草氮素含量的影响
Table 3
Effects of intercropping treatment on N concentration
o f oat and common vetch
种植方式
Cropping pat tern
全株 N C on cen trat ion in w h ole plant , %
燕麦 Oat 箭筈豌豆 Common Vetch
H 1 1. 39
0. 34B

H 2
2. 61
0. 17A
H 3 1. 49
0. 43AB 2. 54
0. 28A
H 4 1. 44
0. 30AB 2. 48
0. 78A
H 5 1. 46
0. 38AB 2. 51
1. 13A
H 6 1. 51
0. 40A 2. 59
2. 78A
H 7 1. 41
0. 26AB 2. 46
0. 49A
2. 3
间作方式对矿质氮与全氮含量的影响
土壤全氮是标志土壤氮素总量和供应植物有效
氮素的源和库, 综合反映了土壤的氮素状况。从图
1可以看出, 间作 H6和 H3、单作箭筈豌豆收获后
土壤全氮含量呈增加趋势, 其中间作 H6处理 2007
年土壤氮含量是 2006年的 1. 3倍,但这一结果并不
能完全衡量土壤氮素供应能力的强弱。通过分析矿
质氮( NO -3-N 和 NH +4-N)含量, 可以看出 2年不同
处理土壤耕层 NO -3-N 和 NH +4-N 的含量都有下降
趋势,但 NH +4-N 下降程度较小。如箭筈豌豆单作
条件下土壤 NO -3-N 和 NH +4-N 下降较为缓慢。间
作处理中燕麦种植比例高者, 消耗土壤矿质氮素量
大,其下降幅度也较大,通过箭筈豌豆固定的氮能增
加土壤中的 NO-3-N 含量, 可以减缓间作系统中土
壤矿质氮含量降低的现象。因此禾豆牧草间作是提
高土地持续利用和作物高产稳产的重要条件之一。
图 1
不同种植方式下土壤全氮含量变化
Fig. 1
So il to tal nit rog en concentration under
different cropping patterns
2. 4
间作对后茬燕麦产量的影响
多数研究结果表明,豆科作物与禾本科作物间
作对后作产量和氮素吸收 具有明显促进作
用[ 1 , 18~ 21]。由于豆科作物植株含氮量高, C/ N 比
小,在土壤中容易矿化分解,而且根瘤菌的固氮作用
等因素,使其对提高后茬作物的产量和氮素营养均
有积极贡献。由图 3可知,不同种植方式下燕麦干
草产量由高到低依次为 H6> H2> H 3> H5>
H4> H7> H1,其中间作处理H6产量极显著高于
单作, 其他种植方式下燕麦产量是单作燕麦的 1. 1
~ 1. 5倍, 但彼此间差异不显著。这种不同种植方
式下对后茬燕麦产量的影响可能与上茬间作箭筈豌
豆的比例大小以及土壤氮素残留的多少有关,关于
其机理尚待进一步研究。
65
草
地
学
报 第 17卷
图 2
不同种植方式下土壤 NO-3-N 和 NH+4-N含量
F ig. 2
So il NO -3-N and NH+4-N concentr at ions under different cropping patterns
图 3
不同种植方式下复种燕麦产量
Fig. 3
Oat hay y ield under different intercr opping
patterns in 2007
3
讨论


间作在提高作物产量方面得到了大多数学者的
证实。大麦与豌豆以及燕麦与豌豆间作体系中发现
当禾本科作物播量大于等于单作播量时, 饲草产量
不受间作影响[ 22] ,而燕麦和野豌豆作为饲草间作产
量低于单作[ 23, 24]。本试验结果表明,燕麦与箭筈豌
豆 3
1间作具有明显的产量优势。该产量优势可
能与这两种牧草间作的群体结构、根系类型、养分竞
争能力、豆科固氮能力、优势组分的种植比例、种植
密度播种时间以及气象因素有关。
豆科牧草含有较高蛋白质和钙等营养元素, 而
禾本科牧草含有较多碳水化合物,国外学者研究表
明:间混作后可以提高粗蛋白含量 [ 25, 26] , 但是目前
国内未见间作能提高禾本科牧草氮素含量的报道。
本试验结果表明:燕麦与箭筈豌豆间作提高了燕麦
植株的氮素含量。
在草地生态系统中, 氮素缺乏是限制饲草生长
的主要因子之一[ 27] ,牧草含氮量的高低直接影响饲
喂品质。间作系统中通过豆科牧草的固氮作用, 促
进禾本科牧草对氮素的吸收利用是发挥间作产量优
势的矿质营养基础。前人研究结果表明, 把豆科作
物引入间作系统用于改良和提高土壤的氮素肥力。
如张忠训[ 28]在夏玉米/大豆间作研究中发现间作土
壤速效氮总是略高于单作玉米。田慧梅 [ 29]在玉米/
草木樨间作体系研究中也发现间作后提高了土壤氮
素肥力。宿庆瑞[ 30] 研究表明草木樨/玉米间作的土
壤有机质含量比玉米单作增加了61. 5%, 间作系统
的土壤速效氮含量( 36. 9~ 40. 2 mg kg- 1 ) ,也高于
玉米单作土壤的相应含量 ( 31. 1 mg kg- 1 )。Her-
ridge
[ 1] 研究鹰嘴豆/大麦间作系统发现土壤氮素平
均增加 11 kg N hm- 2。本试验结果也证明, 禾本科
与豆科间作在一定程度上可以提高作物对氮素的吸
收和土壤肥力。
禾本科与豆科间作对后作植物产量的影响可以
用氮素残留效应和轮作效应来解释。国内外大量研
究结果表明,禾豆间作对提高后作产量具有显著作
用。Ofosu等 [ 31]研究玉米/豇豆间作系统发现后作
小麦产量提高了 34%。 Jeranyama 等[ 32] 研究结果
表明在豇豆/玉米间作的后茬玉米比连作玉米产量
提高 8%~ 27%。本试验也证明了间作种植方式,
能提高后作植物的产量, 其原因可能与上茬间作豆
科植物比例大小以及土壤氮素残留的多少有关, 其
机理尚待进一步研究。
4
结论
4. 1
2年的产量结果表明, 间作各处理燕麦的产量
与单作相比差异极显著, 说明间作对燕麦产量影响
较大,而对箭筈豌豆产量影响较小。其中燕麦与箭
66
第 1期 王旭等:燕麦与箭筈豌豆间作效应对后作产量的影响
筈豌豆 3
1 间作处理燕麦的产量在 2006 年和
2007年的产量分别比单作高 12. 2%和 16. 8% , 土
地当量比均大于 1,具有明显的产量优势。
4. 2
燕麦与箭筈豌豆间作各处理燕麦体内的氮素
含量比单作燕麦体内提高了 1. 6%~ 6. 8% ,各间作
处理间的燕麦含氮量差异不显著(除 H6外)。而间
作箭筈豌豆体内氮素含量比单作下降了 0. 6% ~
5. 8% ,各处理间箭筈豌豆含氮量差异不显著。
4. 3
土壤氮素分析发现: 2007年单作箭筈豌豆、燕
麦与箭筈豌豆 1
3间作和燕麦与箭筈豌豆 1
2间
作收获后,土壤全氮含量呈增加趋势,其中燕麦与箭
筈豌豆 1
3间作处理 2007 年土壤氮含量是 2006
年的 1. 3 倍。2 年不同处理土壤耕层 NO -3-N 和
NH 4 +-N的含量都有下降趋势,但 NH 4 +-N 下降的
程度较小。随着间作处理中燕麦种植比例增加, 土
壤矿质氮素量下降。收获后复种燕麦, 以燕麦与箭
筈豌豆 1
3间作后茬燕麦的产量极显著高于燕麦
单作,其他种植方式的后茬燕麦产量是单作燕麦的
1. 1~ 1. 5倍,但差异不显著。
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(责任编辑
李
扬
梁艳萍)
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